什么是控制单元？(a control unit?)
控制单元是中央处理器（CPU）的子组件，它管理计算机中在该区域执行的所有操作。它负责从计算机获取各种输入、指令和数据，并告诉处理器如何处理它们。由于CPU被认为是计算机的大脑，它有时被称为大脑中的大脑。根据CPU体系结构，控制单元可能要执行不同的任务。
控制单元实际上由几个子组件组成。在硬连线时代，所有这些线路和电路形成了所谓的有限状态机，一个在指导计算机操作方面具有独特目的的系统。独立的电路负责解码和编码指令，而其他电路负责处理逻辑或计算CPU处理的指令。一切都是按顺序进行的，逻辑电路会以某种方式翻转，以将指令定向到存储器。
一条指令被提取和解码，然后它需要按顺序执行，一个接一个直到完成。在较旧的CPU中，指令必须经过整个过程并在下一个CPU开始之前完成计算。为了加快处理速度，现代CPU使用所谓的管道，其中每个步骤都是管道的一部分。当一条指令处于管道的执行部分时，另一条指令已经处于解码阶段，另一条指令正在被提取。为了处理所有这些问题，控制单元还需要扮演多路复用器的角色，因为它接收多个输入或输出，并将它们导入和导出管道。
随着计算机CPU的不断发展，这种情况发生了巨大的变化。微代码是一种微型程序，它位于CPU上特殊的高速只读存储器中，取代了旧的硬接线电路。这些低级程序接管了对控制单元进行物理重新布线的耗时工作，并简化了对CPU架构的更改。在CPU的设计阶段创建的控制单元的自定义微程序是特定类型CPU架构的基础。
通常，控制单元的大部分职责取决于CPU体系结构。有些可能只是获取、解码、协调执行和指导指令的输出。其他人可能有额外的职责，包括翻译，这可能会降低CPU的速度。在这些情况下，控制单元可进一步拆分为简洁的组件，例如单独的调度单元，或负责组织和存储来自算术逻辑单元（ALU）的结果的退役单元。
- 发表于 2021-12-10 09:23
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